DE4104910C2 - Steel treatment plant - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur metallurgischen Nachbehandlung von in Stahlgießpfannen befindlichem geschmolzenen Stahl durch Aufheizung und Vakuumbehandlung.The invention relates to a plant for metallurgical Aftertreatment of steel ladles molten steel by heating and Vacuum treatment.
Bei bisher bekannten pfannenmetallurgischen Anlagen für Aufheiz- und Vakuumbetrieb ist es üblich, für jede der genannten Behandlungen einen gesonderten Behandlungsstand vorzusehen, wobei die zur Behandlung kommende Stahlgießpfanne mittels entsprechender Transporteinrichtungen (Kran oder Verschiebefahrzeug in die jeweilige Behandlungsposition gebracht wird.In previously known ladle metallurgical plants for Heating and vacuum operation is common for each of the treatments mentioned a separate Provide treatment status, being for treatment coming ladle by means of appropriate Transport equipment (crane or transfer vehicle is brought into the respective treatment position.
Die in der Aufheiz- und der Vakuumanlage erreichten Behandlungszeiten und die Transportzeiten zwischen dem Schmelzgefäß, das aus mindestens einer Konverteranlage bzw. mindestens einem Elektro-Lichtbogenofen bestehen kann, einschließlich der metallurgischen Nachbehandlungsanlagen bis zu den Gießeinrichtungen, beispielsweise eine Stranggießanlage, lassen keinen kontinuierlichen Gießbetrieb zu. Es können kaum mehr als 1-2 Schmelzen im sog. Sequenzguß vergossen werden.The reached in the heating and vacuum system Treatment times and transportation times between Melting vessel consisting of at least one converter system or at least one electric arc furnace can, including metallurgical Post-treatment systems to the pouring equipment, for example a continuous caster, leave no one continuous casting operation. Hardly anymore cast as 1-2 melts in the so-called sequence casting will.
Ein längerer Sequenzguß von beispielsweise zehn hintereinander vergossenen Schmelzen ist nur möglich, wenn die Schmelz- und Behandlungszeiten in den einzelnen Aggregaten einschließlich der Transportzeiten sowie erforderlicher Nebenzeiten kleiner oder gleich der Gießzeit einer Stahlgießpfanne in der Stranggießanlage ist. A longer sequence cast of ten, for example successively poured melts is only possible if the melting and treatment times in the individual units including transport times as well as required idle times less than or equal the casting time of a steel ladle in the Continuous caster is.
Bei Einzelguß oder kleinen Sequenzen muß die Stranggießanlage nach Beendigung eines Abgusses für den nächsten Guß neu gerüstet werden. Diese Rüstzeiten können bis zu dreißig oder mehr Minuten betragen und mindern durch diese betrieblich bedingten Stillstandszeiten die Produktivität bzw. Stundenleistung des gesamten Stahlwerkes.For single castings or small sequences, the Continuous caster after casting has been completed for the be refitted next cast. These setup times can be up to thirty or more minutes and reduce by this operationally Downtimes productivity or Hourly output of the entire steel mill.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die für eine kontinuierliche Stahlerzeugung und Erzielung von längeren Stranggießsequenzen erforderliche Aufheiz- und Vakuumbehandlung des flüssigen, jedoch zum Guß noch nicht vorbereiteten Stahles zu verkürzen.The object of the invention is that for a continuous steel production and achievement of longer continuous casting sequences required heating and Vacuum treatment of the liquid, but still for casting to shorten unprepared steel.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, wie es in den Patentansprüchen angegeben ist.According to the invention, this object is achieved in such a way that as stated in the claims.
Durch die konzentrierte Anordnung des Behandlungsstandes für zwei Stahlgießpfannen wird erreicht, daß zum Aufheizen nur eine Aufheizvorrichtung (auch Pfannenofen genannt) und zum Evakuieren nur ein Vakuumpumpenaggregat erforderlich ist.Due to the concentrated arrangement of the Treatment stand for two steel ladles achieved that only one heating device for heating (also called ladle furnace) and only one for evacuation Vacuum pump unit is required.
Im nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die Evakuiereinrichtung zwei Vakuumdeckel auf.In the exemplary embodiment described below the evacuation device has two vacuum lids.
Bei der einzigen Evakuiereinrichtung kommt man gegebenenfalls mit nur einem Vakuumdeckel aus. Dazu muß die Evakuiereinrichtung, die zweckmäßigerweise auf Schienen verfahrbar vorgesehen ist, hinsichtlich ihres Fahrweges so konzipiert werden, daß sie wechselweise von einem zum anderen Behandlungsstand gefahren wird. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die zwischen beiden Behandlungsständen befindliche Aufheizeinrichtung um- oder überfahren wird. One comes to the only evacuation facility if necessary with only one vacuum lid. To do this the evacuation device, which expediently on Rail is provided movable with respect to their Track are designed so that they alternate is driven from one treatment stand to another. It should be borne in mind that the two Heating device located at treatment stations is knocked over or run over.
Die Behandlungseinrichtungen werden durch Abschwenken der Aufheizvorrichtung bzw. durch Umschalten der Zuführungsleitung zum Vakuumpumpenaggregat wechselseitig für das Aufheizen oder Evakuieren benutzt.The treatment facilities are swiveled away the heating device or by switching the Supply line to the vacuum pump unit alternately for heating or evacuating used.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich in bestehende Stahlwerksanlagen einbauen. Da ein geringer Platzbedarf erforderlich ist, kann die Vorrichtung auch in Werken mit beengten Platzverhältnissen bei niedrigem Aufwand für die Installation durchgeführt werden.The device of the invention can be in Install existing steelworks. Because a little The device can also take up space in plants with limited space and low Installation effort can be performed.
Der wesentliche Vorteil bei Verwendung des erfindungsgemäßen Behandlungsstandes für zwei mit geschmolzenem Stahl gefüllte Stahlgießpfannen besteht darin, ein bei Anlagen des Standes der Technik notwendiges Umsetzen der Stahlgießpfannen zwischen den Behandlungsvorgängen Aufheizen und Evakuieren zu vermeiden, ferner die Temperaturverluste des flüssigen Stahles während der Behandlung und des Transportes zu minimieren, in der Stranggießanlage Sequenzgüsse von mehr als zwei Schmelzen durchzuführen und die so gewonnenen Rüstzeiten der Stranggießanlage für eine vermehrte Stahlerzeugung zu nutzen.The main advantage of using the treatment stand according to the invention for two with molten steel filled steel ladles therein, one in prior art systems necessary transfer of the steel ladles between the Treatments heat up and evacuate too avoid, furthermore the temperature losses of the liquid Steel during treatment and transportation minimize, in the continuous caster sequential castings from perform more than two melts and the like set-up times of the continuous caster for a to use increased steel production.
Die Anzahl der Schmelzen, die in Sequenzen vergossen werden können, sind nicht mehr von betrieblichen Einfluß- und Störgrößen, sondern allein vom Qualitätsprogramm (Stahlanalyse), einschließlich der geforderten Abmessungen des gegossenen Stahles (Breite × Höhe), abhängig.The number of melts that shed in sequences are no longer operational Influencing and disturbance variables, but only from Quality program (steel analysis), including the required dimensions of the cast steel (Width × height), depending.
Der Ablauf der Pfannenbehandlung bei der erfindungsgemäßen Anlage umfaßt jeweils folgende mögliche Behandlungsschritte: The course of the pan treatment at The system according to the invention comprises the following possible treatment steps:
- - Pfanne in Behandlungsstand (Kessel) einsetzen- Place the pan in the treatment stand (boiler)
- - Beruhigen der Schmelze- Calm down the melt
- - Schlackenbildung und Spülen mit Inertgasen- Slag formation and purging with inert gases
- - Probe- und Temperaturnahme- Sampling and temperature taking
- - Warmhaltedeckel abnehmen- Remove the warming lid
- - Einschwenken des Pfannenofendeckels in Aufheizposition- Swing the pan lid in Heating position
- - Aufheizen- Warm up
- - Abschwenken des Pfannenofendeckels- Swinging the pan lid off
- - Temperaturnahme- temperature measurement
- - Warmhaltedeckel auflegen- Put on the warming lid
- - Einfahren und Absenken des Vakuumdeckels- Retracting and lowering the vacuum lid
- - Evakuieren für Vor- und Tiefvakuum- Evacuate for fore and low vacuum
- - Fluten des Kessels- Flooding the boiler
- - Temperatur- und Probenahme- temperature and sampling
- - Legieren und Spülen- alloying and rinsing
- - Analysenfeinkorrektur- Fine analysis correction
- - Vakuumdeckel anheben und abfahren- Lift the vacuum cover and drive it down
- - Herausheben der abgedeckten Pfanne aus dem Behandlungsstand (Kessel) und Transport zur Stranggießanlage.- Lift the covered pan out of the Treatment status (boiler) and transport to Continuous caster.
Die hier aufgeführten Behandlungsschritte können in o.g. Reihenfolge durchgeführt werden. Einzelne Schritte der Behandlung, wie z. B. Spülen, Temperaturmessen oder Probenahme, Fluten des Kessels etc., können wiederholt bzw. in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden. The treatment steps listed here can be in o.g. Order. Single steps the treatment, such as B. rinsing, temperature measurement or Sampling, flooding the boiler etc. can be repeated or in a different order.
Die Gesamtzeit einer metallurgischen Nachbehandlung beträgt zwischen 75 und 85 Min., wobei die Behandlung der Schmelze in der Pfannenofenanlage jeweils in der ersten Hälfte und die Behandlung in der Vakuumeinrichtung in der zweiten Hälfte der Behandlungszeit liegen. Bei entsprechender Einhaltung der Sequenzzeit ist somit sichergestellt, daß Überschneidungen zwischen der Pfannenofenbehandlung (Aufheizen) und der Vakuumbehandlung nicht eintreten können. Zum anderen erlaubt die gewählte Anordnung der Einrichtungen und der schrittweise Ablauf der Aufheiz- und Vakuumbehandlung die sichere Einhaltung von einer größeren Anzahl Gießsequenzen auf der im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Stranggußanlage.The total time of a metallurgical aftertreatment is between 75 and 85 minutes, taking the treatment the melt in the ladle furnace plant in the first half and treatment in the Vacuum device in the second half of the Treatment time. With appropriate compliance the sequence time is thus ensured that Overlaps between ladle treatment (Heating) and vacuum treatment do not occur can. On the other hand, the chosen arrangement allows the Facilities and the gradual process of Heating and vacuum treatment the safe adherence to one larger number of casting sequences on the im Embodiment provided continuous casting plant.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von schematischen Prinzipzeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are as follows based on schematic principle drawings explained.
Fig. 1 zeigt in der Draufsicht die metallurgische Nachbehandlungsanlage, Fig. 1 shows in plan view the metallurgical post-treatment unit,
Fig. 2 in der Draufsicht die metallurgische Nachbehandlungsanlage, in der beide Behandlungsstände in Betriebsposition sind, Figs. 2 in the plan view of the metallurgical after-treatment system in which both treatment stands in the operating position,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Behandlungsanlage und Fig. 3 shows a longitudinal section through the treatment plant and
Fig. 4 einen Querschnitt der schwenkbar angeordneten Aufheizeinrichtung (Pfannenofenanlage). Fig. 4 shows a cross section of the pivotably arranged heating device (ladle furnace system).
Die in Fig. 1 dargestellte metallurgische Stahl-Nachbehandlungsanlage umfaßt zwei stationäre Behandlungsstände, d. h. Kessel (1, 2), die im wesentlichen aus einem nach oben offenen Behälter zur Aufnahme der zu behandelnden Stahlgießpfannen (3, 4) bestehen, die jeweils mit einem heb- und senkbaren sowie seitlich verfahrbaren Vakuumdeckel (13) verschlossen werden können, und ferner eine zentral zwischen den beiden Behandlungsständen angeordnete Aufheizeinrichtung mit ihrem heb- und senkbaren Pfannenofendeckel (9) einschließlich der elektrischen Stromzuführung (7), d. h. der Elektroden-Tragarm-Konstruktion für die Stromzuführung und der zentralen Abgasführung in Gestalt der Rauchgasabsaugleitung (8), die um einen Drehpunkt (12) schwenkbar angeordnet ist und die über eine der beiden Behandlungsstationen (stationäre Kessel 1, 2) in Arbeitsstellung gebracht werden kann, im Ausführungsbeispiel Kessel (1).The metallurgical steel aftertreatment system shown in Fig. 1 comprises two stationary treatment stations, ie boilers ( 1 , 2 ), which essentially consist of an open container for receiving the steel ladles to be treated ( 3 , 4 ), each with a lifting - And lowerable and laterally movable vacuum lid ( 13 ) can be closed, and also a heating device arranged centrally between the two treatment stations with its liftable and lowerable pan oven lid ( 9 ) including the electrical power supply ( 7 ), ie the electrode support arm construction for the power supply and the central exhaust gas duct in the form of the flue gas suction line ( 8 ), which is arranged pivotably about a pivot point ( 12 ) and which can be brought into working position via one of the two treatment stations (stationary boilers 1 , 2 ), in the exemplary embodiment boiler ( 1 ) .
Die Ausführung der Anlage sieht vor, daß für die in Sequenz durchzuführende Stahl-Nachbehandlung, die im wesentlichen aus Aufheizen, Evakuieren und Entgasen einschließlich Analyseneinstellung durch Auflegieren und Temperatureinstellung besteht, die beiden stationären Kessel (1, 2) bis zu einem gemeinsamen Absperrorgan oder Umschaltorgan (18) mit je einer Vakuumsaugleitung (17) und danach über eine zentrale Vakuumsaugleitung (19) mit nur einem einzigen Vakuumpumpenaggregat (20) verbunden sind.The design of the system provides that for the steel aftertreatment to be carried out in sequence, which essentially consists of heating, evacuating and degassing, including analysis adjustment by alloying and temperature adjustment, the two stationary boilers ( 1 , 2 ) up to a common shut-off device or switching element ( 18 ) are each connected to a vacuum suction line ( 17 ) and then via a central vacuum suction line ( 19 ) to only a single vacuum pump unit ( 20 ).
Für die Abführung der Rauchgase, die beim Aufheizen der Schmelze mit den Elektroden (9a) des heb- und senkbaren Pfannenofendeckels (9) entstehen, ist in der Schwenkvorrichtung (6) eine über ein Drehgelenk (14) mit einer stationären Sammelleitung (15) verbundene Rauchgasabsaugleitung (8) integriert. For the removal of the flue gases that arise when the melt is heated with the electrodes ( 9 a) of the pan lid that can be lifted and lowered ( 9 ), the swivel device ( 6 ) has a swivel joint ( 14 ) with a stationary manifold ( 15 ). connected smoke evacuation line ( 8 ) integrated.
Die von einem Konverter oder einem Elektrolichtbogenofen kommende Schmelze ist in der Stahlgießpfanne (3, 4) mit einem mit Feuerfestmaterial isolierten Warmhaltedeckel (25) abgedeckt.The melt coming from a converter or an electric arc furnace is covered in the steel ladle ( 3 , 4 ) with a warming lid ( 25 ) insulated with refractory material.
Für das Abnehmen bzw. Aufsetzen dieses Warmhaltedeckels (25) vor bzw. nach dem Aufheizen der Schmelze wird im Ausführungsbeispiel für jeden Behandlungsstand (Kessel 1, 2) je eine gleisgebundene, verfahrbare Vorrichtung (23) mit einer Auflege- und Abnahmevorrichtung (24) für die Warmhaltedeckel (25) vorgesehen.For removing or putting on this warming lid ( 25 ) before or after heating the melt, in the exemplary embodiment, a track-bound, movable device ( 23 ) with a placement and removal device ( 24 ) for each treatment station (boiler 1 , 2 ) the warming lid ( 25 ) is provided.
Gegebenenfalls kann anstelle einer gleisgebundenen Vorrichtung auch ein gleisloses Fahrzeug (nicht dargestellt) zur Handhabung des Warmhaltedeckels verwendet werden. Ein derartiges Fahrzeug kann an wechselnde Standorte fahren.If necessary, instead of a track-bound Device also a trackless vehicle (not shown) for handling the warming lid be used. Such a vehicle can change locations.
Fig. 1 zeigt im übrigen den Betriebszustand, in dem die Gießpfanne (3) in den Behandlungsstand (Kessel 1) eingesetzt und der Warmhaltedeckel (25) von der Auflege- und Abnahmevorrichtung (24) abgenommen wurde. Fig. 1 shows the rest of the operating state in which the ladle ( 3 ) in the treatment stand (boiler 1 ) and the warming lid ( 25 ) was removed from the application and removal device ( 24 ).
Fig. 2 zeigt die metallurgische Nachbehandlungsanlage in einer weiteren Betriebsposition, in der die Gießpfanne (3) im Behandlungsstand (Kessel 1) aufgeheizt und die Gießpfanne (4) im Behandlungsstand (Kessel 2) der Vakuumbehandlung unterzogen wird. Fig. 2 shows the metallurgical aftertreatment system in a further operating position, in which the ladle ( 3 ) is heated in the treatment stand (boiler 1 ) and the ladle ( 4 ) in the treatment stand (boiler 2 ) is subjected to the vacuum treatment.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Behandlungsanlage entsprechend Fig. 2 Die Gießpfanne (3) im Kessel (1) wird durch die Elektroden des heb- und senkbaren Pfannenofendeckels (9) beheizt, während die gestrichelt dargestellte Gießpfanne (4) im Kessel (2) der Vakuumbehandlung unterzogen wird. Fig. 3 shows a longitudinal section through the treatment system according to Fig. 2 The ladle ( 3 ) in the boiler ( 1 ) is heated by the electrodes of the liftable and lowerable ladle furnace lid ( 9 ), while the ladle ( 4 ) shown in dashed lines in the boiler ( 2 ) is subjected to the vacuum treatment.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt der gesamten Aufheizeinrichtung in Aufheizposition. Der Pfannenofendeckel (9) befindet sich über der Gießpfanne (3), die in den Kessel (1) eingesetzt wurde. Der Pfannenofendeckel weist unterseitig einen doppelten umlaufenden Rand auf, mit dem er labyrinthartig den oberen Rand der Stahlgießpfanne berührungslos umgreift. Die Aufheizeinrichtung, hier in Arbeitsposition dargestellt, besteht aus der Schwenkvorrichtung (6) mit Pfannenofendeckel (9), der Hub- und Senkvorrichtung für die Elektroden (9b) sowie der Hub- und Senkvorrichtung für den Pfannenofendeckel (9c), die sich im vorderen Teil mittels Rollen (11) auf einer Unterstützungskonstruktion (10) abstützt. Die Schwenkvorrichtung (6) ist um einen Schwenkpunkt (12) in die jeweilige Arbeits- oder Warteposition drehbar. Eine Rauchgasabsaugleitung (8) ist über ein Drehgelenk (14) mit der stationären Sammelleitung (15) verbunden. Während des Heizvorganges ist der Rauchgasstutzen (16) des Pfannenofendeckels (9) mit der Rauchgasabsaugleitung (8) bündig zusammengeführt. Fig. 4 shows a cross section of the entire heating device in the heating position. The ladle furnace lid ( 9 ) is located above the ladle ( 3 ), which was inserted into the boiler ( 1 ). The ladle furnace lid has a double circumferential edge on the underside with which it grips the upper edge of the steel ladle without contact in a labyrinthine manner. The heating device, shown here in the working position, consists of the swivel device ( 6 ) with pan oven lid ( 9 ), the lifting and lowering device for the electrodes ( 9 b) and the lifting and lowering device for the pan oven lid ( 9 c), which are in the supports the front part by means of rollers ( 11 ) on a support structure ( 10 ). The swivel device ( 6 ) can be rotated about a swivel point ( 12 ) into the respective working or waiting position. A flue gas suction line ( 8 ) is connected to the stationary collecting line ( 15 ) via a swivel joint ( 14 ). During the heating process, the flue gas socket ( 16 ) of the pan lid ( 9 ) is flush with the flue gas suction line ( 8 ).
Während der Stahlnachbehandlung, entweder beim Aufheizen oder bei der Vakuumbehandlung, werden jeweils über ein schwenkbar angeordnetes Rohr (26) aus einer gemeinsamen Bunkeranlage (28) über entsprechende Dosiereinrichtungen (27) Zuschläge zur Schlackenbildung und Legierungsmittel für die Einstellung der Endanalyse des behandelten, geschmolzenen Stahles zugegeben.During the steel aftertreatment, either during heating or during vacuum treatment, aggregates for slag formation and alloying agents for adjusting the final analysis of the treated, molten steel are made from a common bunker system ( 28 ) via a pivotable tube ( 26 ) via corresponding metering devices ( 27 ) admitted.
BezugszeichenlisteReference list
1 Stationärer Kessel (Behandlungsstand I)
2 Stationärer Kessel (Behandlungsstand II)
3 Stahlgießpfanne (Behandlungsstand I)
4 Stahlgießpfanne (Behandlungsstand II)
5 Transformator/Trafo
6 Schwenkvorrichtung
7 Elektrische Stromzuführung
8 Rauchgasabsaugleitung
9 Pfannenofendeckel
9a Elektroden
9b Elektroden-Hub- und -Senkvorrichtung
9c Pfannenofendeckel-Hub- und -Senkvorrichtung
10 Unterstützungskonstruktion
11 Rollen
12 Schwenkpunkt
13 Vakuumdeckel
14 Drehgelenk
15 Stationäre Sammelleitung
16 Rauchgasstutzen
17 Vakuumsaugleitung
18 Absperr- oder Umschaltorgan
19 Zentrale Vakuumsaugleitung
20 Vakuumpumpenaggregat
21 Vakuumdeckel-Unterstützungskonstruktion
22 Hub- und Senkvorrichtung
23 fahrbare Vorrichtung für Warmhaltedeckel
24 Auflege- und Abnahmevorrichtung für
Warmhaltedeckel
25 Warmhaltedeckel
26 Schwenkbares Rohr
27 Dosiervorrichtung
28 Bunkeranlage. 1 stationary boiler (treatment level I)
2 stationary kettles (treatment level II)
3 steel ladle (treatment stand I)
4 steel ladle (treatment stand II)
5 transformer / transformer
6 swivel device
7 Electrical power supply
8 flue gas extraction line
9 pan oven lids
9 a electrodes
9 b Electrode lifting and lowering device
9 c Pan lid lifting and lowering device
10 support structure
11 rolls
12 pivot point
13 vacuum cover
14 swivel
15 Stationary manifold
16 flue gas spigot
17 Vacuum suction line
18 shut-off or switching element
19 Central vacuum suction line
20 vacuum pump unit
21 Vacuum lid support structure
22 lifting and lowering device
23 mobile device for warming lid
24 Laying and removal device for warming lids
25 warming lid
26 Swiveling tube
27 dosing device
28 bunker system.
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